本文關(guān)鍵詞：城市光網(wǎng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

通信世界網(wǎng)消息(CWW) 在“城市光網(wǎng)”大發(fā)展的今天，如何發(fā)展用戶、留住用戶至關(guān)重要。PoE反向供電解決方案既能挽留FTTH用戶，也能大大提高FTTH規(guī)模部署的安裝效率，值得業(yè)界推廣。

作者：中國(guó)電信上海公司  朱俊  杜喆

“城市光網(wǎng)”是中國(guó)電信上海公司（即上海電信）為擺脫銅纜接入技術(shù)的帶寬瓶頸，在城市化地區(qū)實(shí)現(xiàn)商務(wù)樓光纖到樓層、住宅小區(qū)光纖進(jìn)門洞，滿足多業(yè)務(wù)高寬帶承載要求“三網(wǎng)融合”的寬帶光網(wǎng)絡(luò)。為進(jìn)一步推進(jìn)“城市光網(wǎng)”的寬帶接入網(wǎng)建設(shè)，支撐高帶寬應(yīng)用發(fā)展，提升網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)能力，上海電信決定大規(guī)模建設(shè)FTTH。

上海電信在進(jìn)行大規(guī)模“城市光網(wǎng)”FTTH建設(shè)過程中發(fā)現(xiàn)，部分光纖入戶的位置FTTH終端設(shè)備取電十分困難，造成大部分用戶因?yàn)槿‰妴栴}而無法安裝，即使勉強(qiáng)安裝也是裝維人員布放了220V電源線，不僅造成了大部分用戶流失，也帶來了安全隱患及安裝效率低下的問題。

為此上海電信對(duì)“城市光網(wǎng)”現(xiàn)網(wǎng)實(shí)際情況進(jìn)行分析調(diào)研，提出了通過反向PoE技術(shù)解決FTTH終端設(shè)備供電的初步想法。通過深入研究，上海電信起草制定了技術(shù)規(guī)范、定制開發(fā)了PoE產(chǎn)品、制定了實(shí)驗(yàn)室測(cè)試方案、組織進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)室及現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試。通過理論分析和實(shí)踐形成了一系列創(chuàng)新成果，最終形成了一整套完備的適合上海電信“城市光網(wǎng)”發(fā)展的FTTH反向PoE供電解決方案，有效解決了FTTH取電難問題，排除了電信裝維人員拉強(qiáng)電的安全隱患，同時(shí)提高了FTTH安裝效率。

應(yīng)用場(chǎng)景不同，方案不同

PoE的理念就是通過以太網(wǎng)線傳輸電源，通過以太網(wǎng)線兩端的PSE、PD設(shè)備把220V的電源變壓為48V低壓直流電流，與以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號(hào)共同在五類線內(nèi)進(jìn)行傳輸，達(dá)到以太網(wǎng)線供電的目的。反向PoE指的是供電設(shè)備在受電設(shè)備的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)信號(hào)流方向下游，反過來向上游的終端設(shè)備供電。這樣的反向供電模式非常適合城市光網(wǎng)FTTH終端的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景。

上海電信光纖入戶有多種方式，其中光纖到室外弱電井及光纖到室內(nèi)家庭信息箱(多媒體智能終端盒)這兩種應(yīng)用場(chǎng)景，由于存在施工設(shè)計(jì)時(shí)未考慮供電，造成FTTH用戶終端無法就近取電。針對(duì)上述兩種FTTH用戶終端取電困難的場(chǎng)景，我們相應(yīng)制定了PoE反向供電的實(shí)施方案。

l  場(chǎng)景一：弱電井PoE應(yīng)用方案

此方案中，光纖布放至室外弱電井，F(xiàn)TTH用戶終端放置在弱電井內(nèi)，弱電井至用戶家中已有五類線，只需在用戶家中安裝LAN上行家庭網(wǎng)關(guān)，從而完成“城市光網(wǎng)”業(yè)務(wù)的接入。這種場(chǎng)景光纖的布放只需到達(dá)弱電井，依靠原有的五類線入戶，解決了光纖入戶打洞、穿墻布設(shè)等難題，比較容易得到用戶的接受。

但是弱電井往往沒有220V電源可供FTTH用戶終端使用，因此可以借助于PoE設(shè)備。上海電信在用戶家庭內(nèi)部署PSE供電設(shè)備，將數(shù)據(jù)和電源通過PSE設(shè)備在五類線纜上同時(shí)傳輸；把PD受電設(shè)備放置在弱電井內(nèi)，將數(shù)據(jù)和電源分離，分別傳輸?shù)紽TTH用戶終端的數(shù)據(jù)端口和電源端口。弱電井PoE應(yīng)用方案如圖1所示。

圖1 弱電井場(chǎng)景PoE應(yīng)用模式示意圖

l  場(chǎng)景二：家庭信息箱PoE應(yīng)用方案

此方案中，光纖入戶至室內(nèi)家庭信息箱，F(xiàn)TTH用戶終端放置在家庭信息箱里，而通過家庭信息箱內(nèi)的入戶五類線連接用戶PC、IPTV機(jī)頂盒和話機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)、IPTV和VoIP等業(yè)務(wù)。

由于室內(nèi)家庭信息箱附近可能沒有電源可供FTTH用戶終端使用，同樣需要借助PoE設(shè)備。該方案在用戶家庭內(nèi)PC機(jī)或IPTV機(jī)頂盒的位置部署PSE供電設(shè)備，將數(shù)據(jù)和電源通過PSE設(shè)備在五類線纜上同時(shí)傳輸；而把PD受電設(shè)備放置在家庭信息箱內(nèi)，又將數(shù)據(jù)和電源分離，分別傳輸?shù)紽TTH用戶終端的數(shù)據(jù)端口和電源端口。家庭信息箱PoE應(yīng)用方案如圖2所示。

圖2 室內(nèi)家庭信息箱場(chǎng)景PoE應(yīng)用模式示意圖

結(jié)合802.3af標(biāo)準(zhǔn)保障安全性

為保證PoE設(shè)備在使用過程中，不會(huì)造成FTTH設(shè)備、用戶設(shè)備的損壞，杜絕一切使用安全隱患，上海電信創(chuàng)新地將符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.3af的PoE檢測(cè)機(jī)制加入到FTTH的PoE產(chǎn)品中。

原理是通過在PSE、PD上加入802.3af芯片進(jìn)行安全檢測(cè)，檢測(cè)機(jī)制包括：偵測(cè)模式、供電模式、工作模式和偵測(cè)斷開模式。具體檢測(cè)流程為PSE供電設(shè)備通過檢測(cè)電源輸出線對(duì)之間的電阻或電容值來判斷PD受電設(shè)備是否存在，或者PD受電設(shè)備是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。當(dāng)檢測(cè)到PD阻抗在23.75kΩ～26.25kΩ之間或PD端并聯(lián)的輸入電容值小于0.12μF時(shí)，可以認(rèn)為PD設(shè)備合法；當(dāng)?shù)玫絇D阻抗值小于12kΩ及大于45kΩ或者電容值大于10μF時(shí)，應(yīng)判定該P(yáng)D設(shè)備不合法，不對(duì)其供電；另外當(dāng)PD阻抗大于500kΩ時(shí)，可認(rèn)為PD端開路。為保證測(cè)量結(jié)果有效，PSE施加電壓應(yīng)該在2.7～10.1V之間，采用斜率技術(shù)進(jìn)行特征阻抗計(jì)算，且至少要進(jìn)行2次以上的測(cè)量以便可以得到良好的V-I曲線。多次測(cè)量間的電壓幅度差需要大于1V，測(cè)量間隔應(yīng)大于2ms。

一旦對(duì)端的PD受電設(shè)備不存在或?yàn)榉欠ㄔO(shè)備，PSE供電設(shè)備將不會(huì)輸出工作電流，而只有檢測(cè)到合法PD受電設(shè)備后才會(huì)進(jìn)入到下一個(gè)工作模式——分級(jí)模式。由于PSE設(shè)備的供電資源有限，不能向用電設(shè)備提供任意大小的電能，所以在成功偵測(cè)到合法PD設(shè)備之后，PSE可選通過檢測(cè)電源輸出電流確定PD功率等級(jí)，從而可以確定出是否可以提供該設(shè)備所需要的能量。如果PD設(shè)備需要的電能超過PSE設(shè)備設(shè)定的輸出最大值范圍，PSE設(shè)備將不向其供電。如果在PSE設(shè)備的剩余可供電能不足時(shí)，停止繼續(xù)接受其他PD設(shè)備的接入。分級(jí)階段端口輸出電壓大小14.5V～20.5V。電壓極性與+48V輸出一致，之后檢測(cè)回路中的電流的峰值大�。ú坏么笥�100mA，以免對(duì)設(shè)備造成損害）。PSE設(shè)備根據(jù)該電流值進(jìn)行判定相應(yīng)的PD設(shè)備屬于的功耗等級(jí)，本規(guī)范建議采用系統(tǒng)默認(rèn)的分級(jí)模式0，PD設(shè)備功率范圍0.44W～12.95W。

當(dāng)偵測(cè)到端口下掛設(shè)備屬于合法的PD設(shè)備時(shí)，，并且PSE設(shè)備完成對(duì)此PD設(shè)備的功率分級(jí)，PoE系統(tǒng)進(jìn)入供電模式，PSE設(shè)備開始對(duì)該設(shè)備進(jìn)行供電，輸出48V的電壓。而且在隨后的工作模式中實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控和電源管理，包括：監(jiān)視PD設(shè)備的“維持功率”特征、偵測(cè)PD設(shè)備是否已斷線、MPS信號(hào)的消失、檢測(cè)電流是否超過過載電流達(dá)到75ms，以及電流值達(dá)到短路電流在75ms等情況。一旦檢測(cè)到以上故障現(xiàn)象，PSE供電設(shè)備將關(guān)閉端口輸出電壓，端口狀態(tài)重新返回到偵測(cè)模式，正常情況下PSE會(huì)快速斷開停止供電前必須等到300～400ms，以便設(shè)備做出相應(yīng)處理。其中，針對(duì)PSE設(shè)備偵測(cè)PD設(shè)備是否已斷線，PoE系統(tǒng)將采用對(duì)PD進(jìn)行交流阻抗偵測(cè)，即通過一個(gè)小幅度的共模交流電壓與數(shù)據(jù)信號(hào)和48V直流被同時(shí)送到以太網(wǎng)線纜上，然后測(cè)量交流電流并算出端口阻抗，如果PD設(shè)備還沒有被斷開，這個(gè)值應(yīng)該低于26.25kΩ，交流電壓的頻率應(yīng)該在1MHZ到100MHZ之間。另外，還有一種情況就是MPS信號(hào)的消失：在供電期間，PD設(shè)備應(yīng)放出的MPS（maintian power signature）信號(hào)，該信號(hào)兩個(gè)有效判斷依據(jù)是直流電流不得小于10mA以及500Hz以內(nèi)的所有頻率對(duì)應(yīng)的交流阻抗不得低于33kΩ。PSE根據(jù)這兩個(gè)依據(jù)判斷MPS信號(hào)，從而進(jìn)行斷電處理。具體的工作流程如圖3所示。

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